[发明专利]制造三层帘线的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及制造特别是M+N+P结构的三层金属帘线的方法和设 备，所述三层金属帘线特别能够用来增强诸如是轮胎的橡胶制品。

更加具体而言，本发明涉及制造“原地橡胶处理”类型的金属帘 线的方法和设备，亦即，在帘线的实际制造期间，利用未交联状态的 橡胶而从内部进行橡胶处理的帘线，从而特别是在用于工业车辆的轮 胎的胎体增强件当中，显著地提高它们的抗腐蚀性并因此提高它们的 耐久度。

背景技术

已知的是，子午线轮胎包括胎面、两个不可拉伸的胎圈、将胎圈 连接至胎面的两个侧壁以及在圆周方向上位于胎体增强件和胎面之间 的带束层。这种胎体增强件通过已知的方式由至少一个橡胶的帘布层 (或“层”)制成，所述橡胶的帘布层(或“层”)通过诸如帘线或单 丝的增强元件(“增强件”)得以增强，在承载有重载荷的用于工业车 辆的轮胎的情况下，所述增强元件通常为金属类型。

为了对上述胎体增强件进行增强，一般使用称为“分层”的钢帘 线，其由中心层或芯部以及围绕该中心层或芯部布置的一个或多个丝 线的同心层制成。最常用的三层帘线基本上是M+N+P构造的帘线， 其由以下结构形成：M根丝线的芯部，M从1到4变化，该芯部被N 根丝线的中间层包围，N典型地从3到12变化，该中间层本身被P根 丝线的外层包围，P典型地从8到20变化，对于整个组件而言可以由 围绕外层以螺旋缠绕的外缠丝进行缠裹。

众所周知的是，当轮胎滚动的时候这些分层帘线承受较大的应力， 特别是承受重复的弯曲或者曲率的变化，这在丝线上产生摩擦，特别 是由于相邻的层之间的接触，因此也承受磨损以及疲劳；因此这些分 层帘线必须对于所谓“磨蚀疲劳”具有较高的抵抗性。

对于这些帘线而言同样特别重要的是，尽可能地与橡胶进行浸渍， 使得这种材料渗透到构成帘线的多个丝线之间的所有空间当中。事实 上，如果这种渗透不够充分，那么就会沿着帘线并在帘线之内形成空 的通道或毛细管，易于穿透轮胎的腐蚀剂(例如水或者甚至空气中的 氧)由于例如在其胎面中产生切口而沿着这些空的通道进入轮胎的胎 体。与在干燥大气中的使用相比，这种水分的存在在引起腐蚀和加速 上述降解的过程中(所谓的“腐蚀疲劳”现象)起着重要的作用。

一般而言归到上位术语“摩擦腐蚀疲劳”的所有这些疲劳现象会 引起帘线机械性质逐渐变差，并且在最极端恶劣的行驶条件下可能会 影响这些帘线的寿命。

为了减缓上述缺点，申请WO 2005/071157已经提出了1+M+N 构造的三层帘线，特别是1+6+12构造的三层帘线，其中一个本质特 征是，由橡胶复合物构成的包覆套至少覆盖由M根丝线制成的中间层， 帘线的芯部本身(或者独立的丝线)既可以覆盖有橡胶，也可以不覆 盖有橡胶。通过这种特殊设计，不但获得了极好的橡胶渗透性，限制 了腐蚀的问题，而且相对于现有技术的帘线而言还显著改进了磨蚀疲 劳耐久性方面的特性。从而非常明显地改进了轮胎的寿命以及其胎体 增强件的寿命。

然而，用于制造这些帘线的上述方法以及产生的帘线本身也不是 没有缺点的。

首先，这些三层帘线是通过若干步骤获得的，这些步骤具有的缺 点在于不连续，所述步骤首先涉及制造中间的1+M(特别是1+6) 帘线，然后使用挤出头来包覆这种中间帘线，最后的最终操作是将剩 余的N(特别是12)根丝线在这样被包覆了的芯部周围进行卷缆，从 而形成外层。为了在外层围绕芯部卷缆之前避免橡胶包覆套的未固化 橡胶的非常高的粘性的问题，在中间卷绕和解绕操作的过程中，还必 须使用塑料夹层薄膜。所有这些相继的处理操作从工业观点来说都是 具有惩罚性的，并且与实现高制造速率背道而驰。

此外，如果希望保证橡胶以较高程度渗透进入帘线从而获得沿着 帘线轴线对于帘线的最低可能性的空气渗透性，已经发现，必须使用 现有技术的这些方法在包覆的操作过程中使用相对大量的橡胶。这样 大量的橡胶或多或少导致了在这样制造的成品帘线的边界处出现未固 化橡胶的显著的不需要的溢出。

现在，如同上文已经提及的那样，因为在未固化(未交联)状态 中的橡胶具有非常高的粘性，这样的不需要的溢出反过来在帘线的随 后处理过程中产生明显的缺点，特别是在压延操作过程中，该压延操 作随后进行，用于在制造轮胎和最终固化的最终操作之前将帘线结合 进入同样处于未固化状态的橡胶条。